GH4169

GH4169是固溶強(qiáng)化型鎳基高溫合金 ，特性、 用途和相應(yīng)的固溶強(qiáng)化型鐵基合金、 時(shí)效硬化型鐵基合金基本相同。 不同之處在于基體的差別。 鐵基高溫合金的基體金屬是鐵(含鐵量約 50％左右)， 含鉻量約 10％。 23％、 含鎳量約 7％一 40％； 而鎳基高溫合金的基體金屬是鎳， 鎳含量大于50％ 由于鎳含量的提高， 故鎳基高溫合金比鐵基高溫合金的熱強(qiáng)性高， 最高工作溫度已達(dá)到 1050℃左右； 但其可切削加工性亦隨之變差。 同時(shí)由于它們都含有大量的鎳， 不符合我國資源情況， 應(yīng)逐步采用鐵基高溫合金來代替。

GH4169高溫合金簡介：

鎳基合金是指在650～1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。鎳基高溫合金發(fā)展于上世紀(jì) 40 年代飛機(jī)引擎的需要，經(jīng)過 70 多年的發(fā)展，已經(jīng)成為和民用高溫零部件不可替代的關(guān)鍵材料。

其中GH4169高溫合金(國外牌號為Inconel 718)是 以fcc奧氏體為基，以γ″（Ni3Nb）為主要強(qiáng)化相，并輔 以γ′(Ni3(Al、Ti)強(qiáng)化的鎳基高溫合金。GH4169高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗氧化、抗蠕變、抗腐蝕能力和良好的疲勞特性。尤其在 650℃高溫下，其力學(xué)性能具有很好的穩(wěn)定性，能夠 在600～1200℃下承受一定的工作壓力；因此， GH4169高溫合金被廣泛地制造工作葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤和燃燒室等。

傳統(tǒng)制造方法加工成形 GH4169 鎳基高溫合金存在多種困難，如刀具消耗磨損大、 加工復(fù)雜、成形件自由度低、制造成本較大、后加工程序多而復(fù)雜等，選區(qū)激光熔化成 形(SLM)技術(shù)可以使零件直接成形，過程簡單，節(jié)約成本，因此 GH4169 鎳基高溫合金 與可以成形復(fù)雜形狀金屬零件的選區(qū)激光熔化成形技術(shù)相結(jié)合，被廣泛應(yīng)用到成形航空發(fā)動機(jī)的渦輪葉片與渦盤等方面。

GH4169 合金與選區(qū)激光熔化成形技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn) ：

GH4169 合金選區(qū)激光熔化成形的優(yōu)點(diǎn)：

（1）成形件致密度精度高。SLM 成形 GH4169 合金零件的致密度理論上可接近 100％，冷卻凝固快速，減少了傳統(tǒng)鑄造方法容易出現(xiàn)的粘砂、冷隔、澆不足等缺陷；

（2）成形件時(shí)間成本低。傳統(tǒng)鑄造生產(chǎn)程序繁多，控制不當(dāng)時(shí)容易出現(xiàn)鑄件質(zhì)量 不穩(wěn)定，廢品率相對較高，選區(qū)激光熔化成形技術(shù)能夠直接制造成形金屬零件，后期只 需要簡單的表面處理，避免了傳統(tǒng)鑄造方法制作模具、型芯、脫模等多道程序過程，很 大程度的縮短了產(chǎn)品的制造周期，節(jié)約了時(shí)間成本；

（3）成形件不受復(fù)雜程度限制。選區(qū)激光熔化直接成形技術(shù)能夠制造傳統(tǒng)鑄造工 藝無法完成的復(fù)雜空腔異形結(jié)構(gòu)零部件，并且不用擔(dān)心澆不足、冷隔等缺陷問題。

GH4169 合金選區(qū)激光熔化成形的不足：

（1）需要多種技術(shù)輔助，如機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件等；

（2）實(shí)驗(yàn)影響因素較多，工藝參數(shù)（掃描速度、掃描頻率、掃描間距、掃描功率、 掃描策略等）、環(huán)境溫度、預(yù)熱溫度等眾多影響因素影響著成形件的致密度及表面質(zhì)量；

（3）設(shè)備造價(jià)昂貴，需要集激光器、鋪粉系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、密封保護(hù)系 統(tǒng)于一體。

GH4169 合金（國外牌號 Inconel 718）主要化學(xué)成分有 Ni、 Fe、 Cr，具體化學(xué)成分見表 1.1

GH4169 合金的發(fā)展與應(yīng)用 ：

GH4169 于 1959 年發(fā)明于美國國際鎳公司亨廷頓分公司（INCO Huntington Alloys）， 由 H.L.Eiselstein 成功研制出，并在 60 年代將其應(yīng)用到渦輪零部件中，成為了航空發(fā)動機(jī)的主要應(yīng)用材料；20世紀(jì)70年代，開始重點(diǎn)研究 GH4169 合金內(nèi)部相的析出規(guī)律及強(qiáng)化機(jī)理，同時(shí)開始大規(guī)模運(yùn)用到民用飛機(jī)發(fā)動機(jī)上； 80 年代，將傳統(tǒng)鑄造 GH4169 合金與 GH4169 合金粉末相結(jié)合制造出了更具有良好力學(xué)性能的合金；直到 90 年代，快速成型、選區(qū)激光熔化成形技術(shù)、選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)等成形方法的出現(xiàn)，將 GH4169 合金的應(yīng)用領(lǐng)域開闊出了更為廣泛的領(lǐng)域。